矿石码头装卸工艺系统设备配置仿真优化

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1、万方数据设施与设备物流技术2007年第26卷第6期(总第177期)矿石码头装卸工艺系统设备配置仿真优化SimulatingOptimizationofHandlingSystemandEquipmentConfigurationonOrePort苗明，姚夏莉M1AOMing,YAOXia-li(大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024)(Schoolo／MechanicalEngineering,DalianUniversityqTechnology,Dalian116024，China)[摘要蟮用仿真优化方法对矿石码头装卸工艺系统设备配置问题进行了研究。首先，根据

2、系统作业中存在的不确定性、随机性等活动因素，建立r装卸工艺系统的数学模型；其次，在满足系统作业要求的前提下最小化装卸工艺系统设备配置及运营费用，建立了装卸工艺系统的仿真优化模型，并运用仿真优化工具对建立的模型进行求解。【关键词】装卸工艺系统；排队沦；仿真模型；优化方法【中图分类号]TP391．9[文献标识码】A【文章编号】1005—152X(2《)07)06—0094—03Abstract：Asimulatingoptimizationmethodispresentedtorealizetheoptimalplanningofthehandlingsystemonorep

3、ort．ThepaperestablishesthemathematicalmodelandsimulatingoptimizationmodelforthehandlingsystemandusfY．{simulatingoptimizationto‘)ltofindthesolutionofthemodels．Keywords：handlingsystem；queuetheory；simulatiollmodel；optimizationmethod1引言港口装卸工艺是指一种组织港口机械进行装卸的方法，它包括对装卸机械设备的选择，工艺流程的合理化设计，运输工具和堆场上

4、的合理配置以及司机和工人的先进操作方法。装卸工艺系统是发挥装卸效率的关键。合理设计港口装卸工艺系统的目的是为了提高装卸效率、降低港内设备的运营成本。目前国内外对于港口装卸工艺系统及其机械设备配备问题的研究很多，这对于提高港口设备的利用率、降低港口的运营成本起到了很好的作用。有运用单级排队模型探讨了港口的合理泊位数和港口吞吐能力【1121；有采用线性混合整数规划为每只船舶安排合理的机械设备台数；有的使用混合整数规划和Pertinet技术计算堆场中堆取料机最优的动态装卸量和卡车的最优路径131。从以上研究看出，研究多用整数规划来解决装卸设。．94——备资源的配置和调度优化问题

5、，本文主要研究运用系统仿真技术建立系统资源配置模型求解。本文基于离散事件系统建模与仿真优化方法对港口一个作业路的机械设备进行最优配备。首先，建立了港口装卸工艺系统的数学模型和仿真模型；利用基于禁忌搜索的优化方法及仿真优化软件对所建立的模型进行优化，给出在选定装卸工艺方案下机械设备的最优配比。2装卸工艺系统的作业流程矿石码头装卸工艺系统是典型的离散事件动态系统，船舶、火车到达及机械设备服务时间等参数都是随机的、动态变化的，因此这种系统难于用常规的解析模型来描述，本文运用基于离散事件系统的仿真优化方法对矿石码头装卸工艺系统进行仿真与优化。码头矿石由船舶输入，经皮带输送机传送，

6、然后进入堆场，最后装火车出运。系统主要有桥式抓斗卸船机系统，斗轮堆取料机系统，皮带机输送系统，定量装火车系统以及堆场洒水除尘与污水处理系统等。其具体流程如图I所示。(a)船一堆场(b)堆场一火车图1矿石码头装卸系统操作流程图万方数据苗明，等：矿石码头装卸工艺系统设备配置仿真优化设施与设备3装卸工艺系统的优化模型3．1矿石装卸工艺选择矿石装卸工艺一般包括以下内容：(1)矿石的装船工艺。这类大宗干散货主要是通过火车运输进入港区，自货物进入港区一直到装船的工艺流程如下：火车一翻车机一皮带机一堆料机一堆场一取料机一皮带机一装船机一船舶(2)矿石的卸船工艺。这类大宗散货的卸船工艺主

7、要由周期性和连续性两种来完成卸船作业。周期性卸船方式主要是指采用抓斗卸船的方式，从采用的机械类型，可分为船吊一输送机系统和岸边起重机一输送机系统两大类；连续性卸船方式适宜于大宗散货卸船的连续式卸船机械，主要由链斗式卸船机、斗轮式卸船机、螺旋式卸船机等。(3)矿石的堆场作业工艺。堆场的主要作业是物料的进出场和堆存。在散货堆场上应用最广泛的是堆料机、取料机和堆取料机。有两种工艺方案可供选择：一是堆取分开方案，即分别由堆料机堆料，取料机取料。另一种是堆取合一的方案，即采用斗轮堆取料机，堆料和取料都由一台机械来完成。本文中码头采用桥式